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"Garniture ou organe de frottement pour bandes de frein,sabots de frein ou autresobjets".
Cette invention est relative à des garnitures ou organes de frottement pour bandes de frein, sabots de frein ou autres articles, tels par exemple que ceux qu'on utilise dans desap- pareils d'extraction, dans les tiges conductrices ou autres mé- canismes employant un frein.
L'objet principal de cette invention est de construire une bande de frein, sabot de frein, ou garniture ou organe de frottement pour bande ou sabot de frein ou article analogue, simple, économique et efficace.
Un autre objet de l'invention est de pourvoir un sabot @
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de frein, une bande de frein ou un mécanisme analogue d'une garniture ou d'un organe de frottement qui puisse permettre de produire ou d'obtenir un frottement suffisant pour donner le degré requis de résistance au mouvement d'un tambour ou autre dispositif engagé par un tel frein ou organe de frotte- ment, et de prévoir une lubréfaction suffisante pour permet- tre d'obtenir un tel frottement sans danger ou risque de cou- pure à la surface en contact du tambour ou dispositif analo- gue dont le mouvement doit être cotnrôlé ou retardé.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la des- cription et des revendications suivantes et de l'examen des dessins annexés.
L'invention consiste dans les caractéristiques, combi- naisons et détails de construction, et dans la composition et l'arrangement des éléments et des pièces coopérant, dé- crits et revendiqués ci-après,
Dans les dessins annexés; la fig. 1 est une vue en élévation d'une bande de frein pourvue d'une garniture sectionnée ayant la forme de blocs ou segments construits et conçus de façon à fonctionner en concordance avec l'invention; la fige 2 est une coupe suivant la ligne 8 de la fig. l, regardant dans la direction de la flèche, et montrant la ma- nière de relier l'organe de frottement intérieur ou garniture à la bande métallique extérieure ou organe de support;
la fig, 3 est une vue en perspective d'une section ou bloc de matière avec laquelle la garniture ou les segments de la garniture - lorsqu'ils sont faits en matière, composition ou élément préféré suivant l'invention - seront formés, mon- trant la masse de pâte ou de matière telle qu'elle apparaî- trait avant d'être moulée, comprimée et vulcanisée et avant d'être pourvue de graphite, de carbone sectile ou autre ma- tière ou élément lubréfiant y introduit;
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la fig. 4 est uue vue analogue en perspective d'un bloc ou segment fini en matière de garniture, formant un organe de friction d'une bande ou d'un sabot de frein, tel qu'il appa- raîtrait après que l'opération de moulage et l'application de la chaleur et de la pression nécessaire et avant que l'intro- duction de graphite ou élément de lubréfaction ont été ache- vées ; la fig. 5 est une vue intérieure du bloc ou organe de garniture fini représenté à la fig. 4, montrant la surface in- terne ou de friction de ce bloc et l'arrangement des inser- tions de graphite ou de matière lubréfiante ;
la fig. 6 est une vue de dessus de l'organe de garniture ou sabot illustré à la fig. 5, une partie étant coupée et montrée en coupe longitudinale, tel qu'on la verrait suivant la ligne 6 de la fig, 5, en regardant dans la direction de la flèche; la fige 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7 de la fig. 5,
En construisant une bande'ou un sabot de frein u un autre objet pourvu d'un organe de frottement ou d'une garni- ture faite en conformité avec l'invention, on utilise une quan tité convenable de matière consistant en ou comprenant, de préférence, de la matière fibreuse et un liant en matière de ciment pouvant être comprimée et vulcanisée.
L'élément mentionné en premier lieu consiste, de préfé- rence, en asbeste fibreux, quoiqu'une partie relativement pe- tite de matières organiques, telles que le chanvre, le jute ou des matières fibreuses organiques analogues peut être uti- lisée. L'élément mentionné en second lieu, ou liant, consiste, de préférence, en une matière de ciment contenant du caout- chouc et peut, de préférence, comporter une matière de rem- plissage ou matière formant noyau ou corps.
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Cette matière de remplissage du liant peut être consti- tuée ou peut comprendre du zinc, du 'blanc de chaux, un compo- sé de sulfate de baryum, tels que par exemple des barytes, du plomb bleu ou du soufre ou l'un ou l'antre de ces deux derniers en combinaison avec l'un quelconque ou tous les autres éléments.
Une forme très avantageuse du liant comporte ou est constituée des éléments suivants employés, de préféren- ce, approximativement dans les proportions suivantes:
EMI4.1
<tb> caoutchouc.........: <SEP> 30 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> barytes............: <SEP> 39 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI4.2
aV9.v.v..vlvv.v.. n/ '
EMI4.3
<tb> chaux..............: <SEP> 2%
<tb>
<tb>
<tb> litharge...........: <SEP> 2%
<tb>
<tb>
<tb> soufre.............: <SEP> 8%
<tb>
<tb>
<tb> plomb <SEP> bleu....,.,..: <SEP> 14 <SEP> %, <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
La matière ou la composition dans laquelle est fait le corps principal de l'organe ou sabot de frottement ou de la garniture d'une bande de frein, sabot de frein ou autre dis- positif est donc constituée par ou comporte, de préférenee, les éléments cités ci-dessus, approximativement dans les proportions suivantes: matière fibreuse ou asbeste ou élément cité en premier lieu...... 70% caoutchouc ou matière de ciment formant un liant ou élément cité en second lieu.... 30%
Les proportions relatives des éléments cités ci-dessus sont données en poids et peuvent varier entre des limites considérables, comme c'est requis dans les circonstances dif- férentes, Ear exemple, la composition peut être constituée de 90 % de fibre et de 10 % de liant ou de matière de ciment;
ou la proportion de matière de ciment, comportant de préfé- rence du caoutchouc, peut être augmentée jusque devenir 50 % de la masse totale, les 50 % restants étant constitués d'as- basta fibreux ou de matière fibreuse; et les proportions re- lativesdeséléments formant le liant peuvent aussi être va- riées à un degré considérable, et le liant peut être constitué en substance ou en tout, de caoutchouc et de barytes et de
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soufre, quoiqu'il soit préférable d'employer les éléments ci- tés ci-dessus substantiellement dans les proportions mention- nées ci-haut.
La matière fibreuse peut être constituée de ou comprendre des restes ou fragments d'étoffe ou de tissusdtasbests, comme oelui utilisa ou produit accidentellement pendant la fabrica- tion de bourrages, courroies ou articles analogues contenant de la matière ou de l'asbeste fibreux,
La matière ou asbeste fibreux, soit sous forme d'asbeste neuf ou crut soit sous forme de restes ou fragments de tissu ou étoffe d'asbeste, est moulue ou parfaitement désintégrée et réduite à l'état finement divisé ressemblant à de la pâte, d'une manière quelconque ordinaire et bien connue, et elle est parfaitement intermélangée avec le liant ou avec la quantité voulue de caoutchouc ou de matière de ciment contenant du caoutchouc ou avec ce qui est appelé communément:"eiment de caoutchone".
La matière, lorsqu'elle consiste, comme c'est souvent le cas, en partie, en restes de bourrages, courroies ou autres articles contenant du caoutchouc, est immergée dans ou soumise à Inaction de la benzine ou du naphte , qui sert à couper ou dissoudre le caoutchouc de façon à fournir une solu- tion de caoutchouc convenable, le naphte ou la benzine s'évapo- rant.
La solution de caoutchouc, qu'elle soit formée de restes de bourrages, courroies ou autres objets, ou de caoutchouc neuf, ou de matière de ciment neuve, est intermélangée à la matière fibreuse, pendant que le caoutchouc ou la solution de caoutchouc est à l'état liquide ou serai-vulcanisé, plastique ou partiellement raffiné. -Une pâte ou masse de matière est ainsi obtenue, qui comprend du caoutchouc ou de la matière de ciment contenant du caoutchouc à l'état liquide, plastique ou semi-valcanisé. et de la matière fibreuse, de préférence sous forme d'asbeste fibreux, ou contenant de l'asbeste fibreux.
La
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La pâte ou masse comportant la matière fibreuse et le caout- chouc ou la matière de ciment ainsi fournie, est parfaite- ment intermélangée et placée dans un moule, pendant que la solution de caoutchouc est à l'état liquide, plastique ou semi-vulcanisé et la masse à l'état plastique, et elle est soumise à la pression et à une chaleur suffisantes pour vul- caniser le caoutchouc ou la solution de caoutchouc, comme décrit plus particulièrement ci-après -la pression et la chaleur étant suffisantes et étant appliquées de façon à ré- duire la masse à la densité et au degré de dureté voulus et aux dimensions et forme désirées. Une quantité convenable de bakélite peut être utilisée au lieu d'une quantité quelcon- que voulue de caoutchouc, quoique le caoutchouc soit préfé- rable.
Le moule peut avoir une forme quelconque ordinaire bien connue, munie de moyens convenables pour appliquer la pression nécessaire et la chaleur suffisante pour vulcaniser le caoutchouc et la solution de caoutchouc et durcir la masse; et il est par conséquent inutile de représenter ou de décrira un tel moule en détail; il suffit de dire qu'il devrait avoir des parois latérales et terminales et des pla- ques de moule supérieure et inférieure relativement mobiles, le tout étant conçu pour former une chambre de moule ayant la forme et les dimensions nécessaires pour former l'arti- cle ou la pièce moulée dans les dimensions et la forme vou- lue.
La chambre formée par le moule devrait avoir des dimen- sions telles que lorsque les plaques de moule sont séparées, la chambre de moule admettra entre les parois latérales et terminales et les plaques supérieure et inférieure, la quan- tité requise de pâte ou de matière compressible pour former le bloc ou corps voulu,
La chaleur nécessaire est appliquée de préférence, en
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admettant de la vapeur en contact avec les plaques de moule ou avec les plaques de moule et le moule durant l'opération de compression de la pâte ou matière, quoiqu'il soit possi- ble de comprimer d'abord la matière et alors, avant de la vulcaniser, de la placer dans une forme et de la soumettre alors à une chaleur suffisante pour vulcaniser le caoutchouc ou la matière de ciment, ou la masse comprenant la matière fibreuse et la matière de ciment ou liant.
On laisse alors refroidir la pâte ou matière comprimée, après qu'elle a été soumise au degré requis de chaleur et de pression, ou à l'action de vapeur à la température requise et pendant la durée requise pour vulcaniser convenablement la matière Une pression hydraulique de 5.000 livres au pouce carré, appliqu quée de préférence, pendant que la matière est à l'état chauffé. préférablement à une température de 300 F ou appro- ximativement,et pendant que la matière est à l'état plasti- que compressible, a été trouvée en pratique être suffisante pour accomplir le résultat désiré. En pratique, la masse est réduite au moyen de la pression et pendant le procédé de vulcanisation jusqu'approximativement 1/4 ou même 1/5 du volume initial normal de la masse avant compression.
La pression suffisante pour maintenir la masse dans cet état fortement comprimé est maintenue, de préférence, pendant la vulcanisation, et aussi pendant le refroidissement de la matière ou jusqu'à ce que la matière ainsi comprimée à l'état plastique est laissé se refroidir et durcir. Le corps de l'objet fini est donc excessivement dense, compact et résistant.
La température devrait être maintenue, de préférence, à ou aux environs de 250 F et en-dessous de 600 F; une telle température et pression requises devraient être main- tenues pendant 30 minutes ou approximativement, la pression étant continuée comme déjà suggéré pendant le refroidisse-
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ment de la matière ou pendant une période quelconque voulue dépassant la période pendant laquelle la vulcanisation s'ac- complit.
Quand desrestes ou fragments d'étoffe ou tissu d'as- beste, ou matière similaire sont utilisés, cette matière ou cesrestes peuvent contenir une quantité de métal qui est d'ordinaire sous la forme de fils de cuivre ou de laiton, ou des particules analogues de métal jusque une quantité de 2 % approximativement de la masse de matière fibreuse, ou une proportion quelconque voulue de métal à l'état finement divisé peut être ajoutée à la masse initiale de matière fi- breusè,, ou à la pâte comprenant la matière fibreuse et un liant, ou un liant et une matière de remplissage en matière voulue.
Dans de tels cas, le cuivre ou le métal est finement moulu ou désintégré, de façon à être constitué de particules excessivement petites qui, de préférence, ne devraient pas dépasser en dimensions les particules de limaille métallique ordinaire, quoiqu'elles puissent être en forme de poudre fi- ne, ou les particules ou grains peuvent avoir un degré quel- conque de grosseur. Les particules ou grains métalliques sont, de préférence, enrobées dans la masse et entourées de et en contact adhérent intime avec la matière fibreuse et le liant, ou masse de matière non métallique à laquelle la matière mé- tallique est associée.
Les objets contenant les éléments précédents sans aucune ou avec une très faible proportion de métal intermélangé avec la matière ou composition non-métallique, peuvent être utili- sés lorsque la conductibilité électrique ou la non-conducti- bilité de la matière ou du corps est comparativement peu im- portante; mais les éléments non-métalliques devraient être utilisés sans mélange avec un métal quelconque, quand l'ob- jet ou le corps doit être un mauvais conducteur d'électricité.
Et de ce qui précède, on comprendra aisément que le sabot de
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frein ou la garniture peut être fabriqué en totalité d'élé- ments non-métalliques intermélangés, moulés ou comprimés et vulcanisés de la manière décrite, et pourvu d'insertion de graphite, alquifoux ou carbone sectile ou une composition ou matière contenant du carbone, comme décrit ci-après.
En fabriquant un frein, sabbt de frein ou bande de frein a, un dispositif analogue ou un article en concordance avec l'invention, on utilise un corps de frein métallique qui peut avoir la forma d'une bande de ftein métallique flexible a' ou un organe de frein analogue d'un type quelconque vou- lu. On utilise d'autre part un nombre voulu quelconque de blocs, sabots, organes de friction ou organes de garniture b, chacun formé, de préférence, de la composition de matière ou du composé décrit ci-dessus et moulé, comprimé, soumis à la chaleur et vulcanisé sous pression, refroidi et durci, de préférence, en substance comme décrit ci-dessus.
Chaque sabot, organe de friction ou organe de garniture b est pour- vu d'une série d'ouvertures 2, qui y sont formés soit du- rant l'opération de moulage et de vulcanisation, soit d'une manière quelconque ordinaire et bien connus, pendant ou après Inachèvement de l'opération de compression, moulage, formation, chauffage, vulcanisation et durcissement du corps principal formé comme décrit ci-dessus.
Les trous 3 peuvent être ou carottés ou forés ou autrement formés dans les orga- nes b et sont, de préférence, disposés en gradins les uns par rapport aux autres, et espacés à une distance convena- ble, .de sorte que les extrémités intérieures ou embouchures des ouvertures 2 sont dans les surfaces intérieures de frot- tement 3 du sabot ou desorganesde garniture 2, et lesre- bords ou marges des extrémités intérieures des ouvertures sont à niveau avec les surfaces intérieures de frottement du dit sabot de frein ou des dits organes de garniture b, et dans une telle position en gradins sur toutes les surfa-
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cas intérieures de frottement des dits organes de garniture,
que les surfaces de frottement s'useront uniformément et que la surface de friction du tambour ou de la roue en frottement avec le sabot de frein ou les organes de garniture b s'usera également et uniformément sur son entièreté lorsque le dispo- sitif fonctionne. plusieurs pièces introduites ou goujons 4 et moulées, coulées ou formées d'une autre façon faites de graphite, alquifoux ou carbone sectile ou ce qu'on appelle ordinairement du "plomb noir", ou d'une composition conte- nant du graphite ou du carbone, et avec ou sans matière de remplissage ou liant en matière convenable quelconque pouvant adhérer aux parois des ouvertures ou au corps des organes de frein b, de façon à maintenir les pièces introduites ou gou- jons en place, sont intérées dans les ouvertures 8 de préfé- rence,
de façon à y adhérer aux parois; elles remplissent com- plètement toutes ces ouvertures et forment en substance des parties intégrales ou fixes ou attachées de façon permanente au corps principal des dits organes de frein b. Les extrémités intérieures de ces pièces introduites ou goujons de graphite 4 sont à niveau avec la surface de friction interne de l'or- gane de frein b dont il forme une partie et elles peuvent donc abuser en même temps que la surface de frottement de ces sabots ou organes de garniture b, de façon à être toujours à niveau avec la dite surface de frottement et de fournir une lubréfaction suffisante pour la dite surface, de façon à per- mettre d'obtenir le frottement voulu et nécessaire entre les surfaces de frottement de la garniture de frein et la surface de frottement en contact avec celle-ci,
de façon à faire fonctionner le frein d'une manière efficace sans couper ou user inutilement les surfaces en contact ou l'une ou l'autre d'entre elles, ce qui est au détriment des pièces. La matière dans laquelle les insertions ou goujons de graphite sont for- mées. est d'une dureté suffisante pour les empêcher de s'user
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à un degré tel ou avec une telle rapidité qu'elles lubrifient les surfaces de frottement en excès, ou d'une manière qui in- terférera dans le fonctionnement efficaoe du dispositif, ou le degré voulu de contact de frottement de la surface interne des organes b, avec la surface de frottement relativement mobile engagée par celle-ci;
mais ces insertions ou goujons de graphi. te sont conçues de façon'à donner une lubréfaction désirable ou nécessaire pour empêcher le coupage ou l'entaillage ou l'usure inutile et évitable de l'une ou l'autre ou des deux surfaces en frottement, lorsque le dispositif fonctionne. En d'autres termes, la lubréfaction ainsi obtenue n'est pas suf- fisante pour occasionner ou permettre un glissement non voulu quelconque des surfaces de frottement relativement mobiles en contact, mais elle est uniquement suffisante pour empêcher l'usure inutile ou la coupure des surfaces des parties en con- tact de frottement avec lesquelles lesextrémités internes ou exposées dee goujons ou insertions 4 en graphite sont en con- tact lorsque le dispositif fonctionne.
On comprendra aisément de ce qui précède que, quoiqu'il soit préférable d'utiliser des insertions ou goujons 4 en graphite, en combinaison avec les sabots de frein ou organes de garniture b faits d'une composition ou d'une matière telle que celle décrite ci-dessus, on peut utiliser de tels goujons ou insertions, dans les sabots de frein, garnitures ou orga- nes de frottement, faits en métal ou en matière convenable quelconque, qui puisse être utilisée d'une manière efficace dans les buts et pour les raisons pour lesquels on utilise des bandes de frein, sabots de frein, garnitures de frein ou organes de frottement analogues.
Dans la forme de bande de frein illustrée au dessin, chaque- segment de garniture b est pourvu d'un nombre conve- nable d'ouvertures c, comme montré à la figé 2; et des bou- lons à tête e sont introduits à travers des ouvertures c,
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les têtes des boulons étant de préférence dans les dites ou- vertures, ces boulons entendant à travers des ouvertures! formées dans la bande ou organe extérieur métallique s'; des écrous g sont vissés sur les extrémités filetées des boulons de façon à maintenir les segments de garniture b en position.
La face intérieure de frottement 3 de chaque s'ction b est concave et elle forme un arc de cercle correspondant à la sur- face périphérique de la roue ou de la pièce à laquelle les freins sont appliqués; la face extérieure des organes de gar- niture b est courbée pour correspondre à la courbure de la bande a'. Les organes de graiture b sont espacés à une dis- tance suffisante pour assurer la flexibilité voulue de la ban- de ou dispositif de frein dont ils forment la garniture ou les organes de frottement. Une extrémité de la bande a' est munie d'une tige k attachée à la bande flexible au moyen de rivets 1 ou de toute autre manière appropriée; l'extrémité opposée de la bande flexible a' comporte une tige réglable ou goujon fileté m vissée dans une projection ou saillie file- tée n prévue sur la bande de frein.
La saillie n a une base courbe perforée fixée à la bande flexible a' au moyen de bou- Ions 2 et d'écrous q comme montré à la fige 1 ou de toute au- tre manière ordinaire voulue. Le goujon m est muni d'écrous filetés r et s placés des deux côtés de la projection n; des rondelles t peuvent être interposées entre les dits écroua et la dite projection. Des contre-écrous u sont montés de façon à venir engager les écrous r et s. La tige k est pourvue d'un oeillet v' à son extrémité libre et la tige n a un oeillet analogue ou ouverture w. Par ce moyen les tiges k et m peu- vent être reliées de façon opérante à des leviers de comman- de convenables ou à un mécanisme de commande pour mettre et relâcher le frein.
Les leviers de commande peuvent être de forme quelconque ordinaire et bien connue et il est par con- séquent inutile de décrire un tel mécanisme de commande ou
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de tels leviers, puisque leur construction et leur fonctionne- ment sont bien connus à ceux versés dans l'art auquel cette invention se rapporte.
Un ou plusieurs goujons ou insertions en graphite peu- vent avoir la forme de goujons ou organes d'insertion en graphite 5, tel qu'illustré aux figs. 6 et 7. L'insertion de graphite 5 s'étend transversalement à travers la surface intérieure de frottement de l'organe b. dans une rainure transversale qui a une forme telle et desdimensions telles que l'organe ou insertion en graphite est empêchée d'en sor- tir. Le goujon en graphite 5 s'adapte exactement dans cette rainure transversale, qui est, de préférence, ouverte d'un coté, et a les bords marginaux de son ouverture longitudinale espacés suffisamment pour exposer le granhite inséré dans la rainure,
mais l'embouchure de l'ouverture .du côté de la sur- face de frottement de la garniture ou de l'organe de frotte- ment est plus étroite que la largeur de la rainure, et l'or- gane en graphite introduit est plus large dans le sens trans- versal que l'embouchure de l'ouverture ou des ouvertures qui peuvent avoir des formes et dimensions quelconques idoines.
REVENDICATIONS.
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1. Dans un dispositif de la classe décrite, un organe de fricion formé d'une composition contenant de l'asbeste et ayant une surface de frottement pourvue d'un orifice, et un organe de lubréfaction formé d'une matière contenant un lubré- fiant inséré dans le dit orifice, dans le but de lubréfier la dite surface de frottement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.